РОЗДІЛ 2
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕКТИНІВ МІКРООРГАНІЗМІВ
Останнім часом вчені приділяють велику увагу вивченню вуглеводзв’язуючих
білків – лектинів. Це пов’язано з тим, що лектини є в кожній біологічній
системі, в будь-якому живому організмі на різних рівнях організації [94]. Вони
приймають участь в процесах вуглевод-білкового впізнавання, мають широкий
спектр дії і застосовуються в різних галузях біології та медицини [95].
Лектини являють собою велику гетерогенну групу інформаційних молекул з різними
властивостями і різноманітними фізіологічними функціями. Вважається, що
найбільш просте і вдале визначення лектинам дав професор Коцурек: лектини –
білки неімунної природи, здатні до специфічного впізнавання вуглеводів (їх
глікозильних груп) і зворотнього зв’язування з ними без порушення ковалентної
структури лігандів, що упізнаються [96].
Історія вивчення лектинів як класу біологічно активних речовин, нараховує
більше сторіччя. Штільмарк в 1888 р. вперше описав властивості деяких
екстрактів рослин (а саме насіння рицина) аглютинувати еритроцити. Йому першому
вдалося виділити шляхом висолювання білок з токсичного екстракту насіння,
дослідити його і дати йому назву “рицин” від латинської назви рослини (Ricinus
communis), що було початком дослідження лектинів [97, 98]. Рицин відкрив список
рослинних лектинів, зараз їх налічується значно більше; на цей час є
повідомлення щодо більш ніж 600 лектинів різноманітного походження.
Оскільки перші дослідження в області лектинології проводилися на рослинних
об'єктах, то і названо було ці речовини “фітогемаглютиніни”. Пізніше почали
з'являтися відомості про аглютиніни тваринного та мікробного походження. Тому у
60-х роках ХХ сторіччя Бойд ввів термін “лектини”, який походить від
латинського “legere” (вибирати) [99]. Цим ніби підкреслюється здатність
лектинів вибірково зв'язуватися з тими чи іншими вуглеводними рецепторами
клітини. Систематичне і планомірне вивчення цих речовин почалося після того, як
були відкриті лектини, специфічні до груп крові людини [100-102].
Якщо до кінця 70-х років минулого сторіччя дослідження були присвячені в
основному вивченню лектинів рослинного і тваринного походження, то в 80-і роки
почали з’являтися одна за іншою відомості про мікробні лектини [103-107]. Це
пояснюється тим, що лектини, виділені з мікроорганізмів, можуть бути
використані поряд з рослинними і до того ж вони мають ряд переваг перед
останніми. На цей час є великий вибір штамів – продуцентів лектинів з високою
активністю і різноманітністю вуглеводної специфічності. Мікроорганізми швидко
ростуть, їх лектинпродукуюча здатність може бути покращена методами генної
інженерії. Необхідно враховувати також і те, що при отриманні мікробних
лектинів не використовуються продукти білкового живлення людини, як у випадку
виявлення багатьох лектинів з рослин і тварин [10].
2.1. Локалізація і форми мікробних лектинів
Здатність до біосинтезу лектинів виявлена у багатьох мікроорганізмів [10,
108-111]. Більшість з них пов’язані з поверхнею клітини, деякі мають
внутрішньоклітинну або позаклітинну локалізацію. В зв’язку з цим лектини ділять
на дві групи [112].
Перша група – лектини зв’язаної форми, тобто асоційовані з тими чи іншими
клітинними структурами; в літературі можна зустріти їх різні назви: поверхневі,
мембранозв’язані, цитоплазматичні, внутрішньоклітинні, фімбріальні тощо.
До другої групи відносяться лектини вільного типу, так звані позаклітинні,
котрі в процесі життєдіяльності бактерій виділяються в середовище росту; ці
лектини також називають розчинними, екстрацелюлярними, не зв’язаними з
мембраною чи іншими структурами клітини тощо.
Деякі дослідники виділяють ще проміжну форму лектинів, так звані
“напіврозчинні” лектини, які можуть виділятися в поживне середовище та бути в
інтегрованому з мембраною клітини стані, тому такий поділ носить умовний
характер [10, 110, 113].
Історично першими були виділені лектини зв’язаної форми. Вони беруть участь в
процесах адгезії та виявлені у багатьох видів патогенних, умовно патогенних і
сапрофітних мікроорганізмів [106]. Адсорбційні явища мають важливе значення в
процесах життєдіяльності мікроорганізмів. Адгезія мікроорганізмів на твердих
матеріалах збільшує метаболічну активність клітин, підвищує їх стійкість до
висихання при зневодненні. Прикріплення мікроорганізмів до поверхневих клітин
тканини органів, які уражуються, сприяє більш швидкому їх розмноженню та
виникненню інфекційного процесу чи забезпечує колонізацію органу бактеріями і
захищає їх від видалення з нього під час природних процесів [113, 114].
В більшості зв’язані лектини не обмежені єдиним місцем локалізації в клітині і
можуть зустрічатися в цитоплазматичній фракції, розташовуватись на
цитоплазматичній мембрані і в периплазматичному просторі грамнегативних
мікроорганізмів [115].
Відомості про позаклітинні лектини досить обмежені. До цієї групи лектинів
відносять перш за все бактеріальні токсини: кишкової палички, стовбнячний,
дизентерійний, дифтерійний, холерний тощо [106].
Отримання позаклітинних лектинів порівняно з лектинами зв’язаної форми більш
технологічне та економічне: їх досить легко виділити, кінцевий вихід продукту
не обмежений біомасою. Позаклітинні лектини можуть виділятися у міжклітинний
простір, вільно пересуватися між клітинами мікроорганізму, взаємодіючи як з
розчинними, так і з мембранозв’язаними глікокон’югатами [95]. Функції цих
лектинів вивчати досить важко, тому що вони, на відміну від лектинів зв’язаної
форми, не чітко локалізовані, але можна припустити, що вони здійснюють захисні
функції, доставку по
- Київ+380960830922